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RDS编码和解码技术分析

2021-09-08魏小芳

卫星电视与宽带多媒体 2021年14期
关键词:偏置基带校验

魏小芳

【摘要】RDS系统是依托于调频广播系统,利用调频广播的副载波信号进行数据信息的传递。在欧洲和拉丁美洲等地区RDS系统的标准化方案早在上个世纪的90年代就已经出台,我国起步相对较晚。本文主要对RDS功能进行阐述,并着重对其信号编码和解码进行讨论。

【关键词】RDS;调频收音机

1. RDS系统简介

RDS加载于57KHz±1.1875KHz的频带内,作为广播系统的一个扩展功能,在不干扰原有的立体声广播或降低其质量的同时,实现了数字信号的传输,其本身也不会受到原有信号的干扰,其主要业务为电台信息、节目信息、交通信息、收音机节目智能选择、收音机自动控制、收音机自动校时等等,其基带频谱如图1所示。

2. RDS信号编码

RDS系统中每104比特为一帧,每帧分成4块,每块为26比特。在每一块的26个比特中前16比特为信息位,后10个比特为校验位,所采用的的是一种最佳的纠正突发误码的缩短循环码,它是由原始长度为341位的循环码缩短315位而得到的(26,16)分组码。

由生成多项式可以得到其生成矩阵G(x),要获得G(X)只需将g(x)*x15,g(x)*x14,g(x)*x13...g(x)的系数按行排列后即可得到一个16*26的矩阵,通过进一步化简可得到[I(x),C(x)]形式的结果,如下所示。

设16位信息位对应的序列为M,则相应的RDS基带编码就可表示为M*G(X),即把16位M序列看做一个行向量,RDS基带的对应位的值就是M行向量乘以生成矩阵G(x)中对应位置的列向量。

由于每一帧的信息中都包含了4个数据块,为了实现块同步,还需要给不同的块加入不同的偏置字。

具体的做法是将由16位信息码产生的10位校验码与偏置字进行模二加,并与原16位信息位组合成一个26位的序列。

3. RDS信号解码

根据前面讨论的G(x)=[Ik,P]的形式,且GHT=0可以直接得到校验矩阵应为H(x)=[PT,In-k]形式,由此可得RDS校验矩阵,  Hs(x)经过进一步化简后表为H(x)。

为了更好地理解RDS的解码过程,先暂时不考虑偏置字的影响,假设发射端发出的信息为d(x),同时存在的错误信息为e(x),则接收端收到的信息应为z(x)=c(x)⊕e(x)。假设e(x)=0,若有用信息为m(x),h(x)为其校验多项式,即没有误码的情况,则

由此,可以根据z(x)H(x)T的结果是否为零来判断是否存在误码,没有误码的时候,应有z(x)H(x)T=0,同時根据z(x)H(x)T的结果可以判断出错的位置,并进行纠正。但当误码太多超出校验码检错和纠错能力的时候,z(x)H(x)T的结果也可能为零。RDS的基带编码可以发现10位以内的错误,同时能纠正5位以内的错误。

下面来看偏置字的作用,事实上可以把偏置字看作是人为加入的特定的错误信息,如果系统传输过程中没有出现误码,那z(x)H(x)T的结果将得到特定的同步字,根据不同的同步字,就可以判断出当前传送的是哪一个块。

4. 结束语

RDS技术起源于欧洲,在欧美大陆得到了广泛的应用,早已成为欧洲汽车电子收音机的重要功能。随着设备的普及,该技术也将在我国发挥出巨大的潜能。

参考文献:

[1]孙光.广播数据系统(RDS)研究及其接收机的设计[D].武汉大学,2003.

[2]刘小兵.广播数据系统(RDS)接收机原理.现代电子技术,2004.12期.

[3]姜丹.信息理论与编码(下册).合肥:中国科技大学出版社,1992.

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